纳米线对成纤维细胞动力学的影响

半导体纳米线阵列正在越来越多地被应用于生物领域,例如对活细胞的电学测试或者将生物分子注入细胞当中。为此我们必须弄清楚纳米线对活细胞的影响,在此基础上才有可能设计出对细胞的影响尽可能小,并且可以充分发挥纳米线优异特性的生物器件。
 
来自瑞典和丹麦的研究人员将两种成纤维细胞在不同长度的纳米线阵列和平面上进行培养,比较不同衬底对细胞动力学的影响。他们发现由于细胞与纳米线的交互作用,在长的纳米线上不能移动,从而限制了细胞的正常分裂,导致最终得到大部分的多核细胞。除此之外,细胞可以使核膜弯曲,避免细胞核与纳米线的直接接触。

在长的纳米线上培养的细胞的DNA受到了损伤,细胞表现出高的活性氧(ROS)含量和高的细胞呼吸,这可能归因于细胞在纳米线上所产生的应激。高度弯曲的完整的核膜避免了纳米线与DNA的接触,说明损伤来源于ROS。

该研究结果说明,在设计和解释用于生物方面的纳米线器件时,应该使用尽可能短的纳米线,而且相互作用的时间应该尽可能短。另一方面,在我们希望控制细胞的繁殖的情况下,则可以使用较长的纳米线。例如对于癌症细胞,或者在处理某些植入物的免疫反应时。